TELEVIZNÍ PŘÍJEM TELEVISION RECEPTION Karel ZATLOUKAL - Miroslav ULRICH Abstract Television reception has been undergoing serious changes. The past has generated numerous regulations and standards relating to TV signal processing and transmission. The analogue television has been superseded by digital television. TV signal transmission is very interesting, because throughout the years there have been four basic streams of television, which are unsubstitutable. One of the most common and well-developed streams is satellite technology. Some technologies and trends will most probably be implemented in other means of transmission. We have also witnessed a considerable development in the area of cable television. There are similar elements and trends in accessing individual channels. At present surface digital television is being tested and we expect analogue TV to be replaced by digital TV soon. Experiments with distance digital television reception are very interesting, for example digital television from Austria can be received using simple technology in the surroundings of Brno. Internet television has become a very interesting and challenging ways of television reception. The parameters of television streams received via Internet do not reach the desired quality comparable to other technologies; however, it is a very up-and-coming technology, with promising future. Key words DVB-S, DVB-T, Internet Úvod Televizní vysílání můž eme rozdělit do dvou základních skupin. Jde o starší, analogový přenos televizního signálu a novější digitální technologie. Analogové vysílá ní Analogový přenos televizního signálu má mnohé nevý hody a postupně se od něj ustupuje. V průběhu rokůbyl různě upravován a modifikován. V současnosti existuje velké množství norem a standardů, podle který ch se v různý ch státech vysílá. Různé modifikace vznikaly zejména proto, aby se zajistila optimální kvalita přijímaného signálu pro uživatele za přijatelnou cenu. Analogové vysílání bylo postupně rozšiřováno v jednotlivý ch vysílacích pásmech. Nejdříve byly využívány první tři pásma. Koncem šedesátý ch let, v tehdejším Č eskoslovensku, se začalo využívat IV. a V. TV pásmo. V obecném povědomí se toto vysílání vžilo jako II TV. program. Televizory, které nebyly vybaveny odpovídajícími vstupními obvody bylo nutné dovybavit příslušný m konvertorem. Většina současný ch televizorůje vybavena na tento typ vysílání. Při zavádění digitálního vysílání je situace obdobná. Televizní přijímače je obdobně nutné dovybavit odpovídajícím vstupním dílem. 132
Jako alternativa k televizním přijímačům již delší dobu existuje specializovaná karta do PC, která obsahuje TV tuner. Kvalita a vlastnosti jednotlivý ch produktůse do značné míry liší a podle našich zkušeností nenahradily tyto karty klasickou televizi. Nicméně pořízení záznamu TV pořadu na HDD počítače bylo a je lákavé. S rozvojem satelitní technologie vznikla i modifikace analogového vysílání pro satelitní přenos televizního signálu. Digitá lní vysílá ní Digitální přenos televizního signálu je poměrně novou technologií. Přesto i tady proběhl a probíhá bouřlivý rozvoj. Vý razně se projevily tři základní směry dalšího rozvoje. Každý směr má svá specifika a je prakticky nezastupitelný. Satelitní vysílá ní Princip satelitního vysílání je poměrně jednoduchý. Realizace již bývá obtížnější, ale zvládnutelná. Telekomunikační družice je umístěná zhruba ve výšce 33000Km nad rovníkem. Rychlost pohybu je shodná s otáčením zeměkoule. Pozorovateli na zemi se družice jeví jako stacionární bod, na který je poměrně snadné zaměřit parabolickou anténu s dostatečně citlivý m převodníkem signálu LNB. Pro snadné nastavení je vhodné znát svou polohu, polohu družice a z těchto údajůsi spočítat azimut a elevaci. Pro optimalizaci polohy je vhodné použít vyhledávač satelitů, který nám pomůž e zjistit nejlepší nastavení antény. Drobný problém vzniká tím, že je k dispozici poměrně velké množství družic, ale anténou přijímáme pouze jednu družici, nebo skupinu družic, které jsou u sebe. Ř ešení jsou v zásadě dvě. Natá čení antény První řešení využívá natáčení antény pomocí motorů. Vý hodou je, že můž eme obsáhnout celý viditelný obzor. Nevý hodu je, že v jednom okamžiku je možné sledovat pořad jen z jedné družice. Elektronické přepínač e Druhá varianta využívá elektronické přepínače, které umožní připojit k přijímači některý z LNB, který je k dispozici. V případě, kdy jde o příjem satelitů, které jsou blízko sebe, je možné LNB umístit u jedné paraboly. Pokud jsou satelity daleko od sebe, musíme použít další, jinak nasměrovanou anténu. Jen pro úplnost dodávám, že LNB se dodávají v různý ch provedeních, kdy mohou obsahovat jeden, dva a více samostatný ch systémů. To umožní na jednu anténu připojit více přijímačůs tím, že mohou ve stejné době nezávisle přijímat různé pořady z daného satelitu. Vlastní realizace Pro příjem satelitního vysíláno potřebujeme DVB-S zařízení. Těch je v současné době poměrně velké množství. Ř ada stanic vysílá volně (FTA) a k jejich přijmu stačí ty nejjednodušší DVB-S zařízení. Ř ada výrobců, implementuje do těchto zařízení emulátor dekodéru - EMU, který umožní příjem některý ch kódovaný ch vysílání. Že se jedná o nelegální příjem je zřejmé. Kódované vysílání se přijímá pomocí oficiálního dekodéru, vybaveného odpovídající čipovou kartou. I v této oblasti kvete nelegální činnost, kdy je možné zajistit neoficiální kartu a podobně. 133
Poměrně velký m problémem jsou omezení jednotlivý ch poskytovatelů. Jako příklad mohu uvést Slovak Link a Czech Link (CZ Link). V licenčních podmínkách je stanoveno, že legální příjem je pro uživatele, kteří si zakoupili příslušnou kartu a jsou obyvatelé konkrétní země a platí zde koncesionářské poplatky. Takže vznikají iniciativy, které umožňují zaregistrovat kartu pro obyvatele na cizím území. To je nelegální, obdobně jako použití EMU. Legální způsob de facto neexistuje. Doplňky a služby Satelitní přijímače mohou být vybaveny dalšími doplňky. U některý ch typů je zařízení vybaveno HDD, na který je možné zaznamenat vysílaný pořad. Jinou, poměrně oblíbenou variantou, je napojení DVB-S pomocí USB portu k PC. Dalším zajímavý m doplňkem je například doručení elektronické pošty pomocí satelitního přijímače do Vašeho PC a vzniká řada dalších služeb. Satelity zajišťují kromě Televizního vysílání i rádiové vysílání a řadu datový ch služeb. Satelitní příjem jsme testovali pomocí DVB-S přijímače SKYON DSR 1350. Jde o FTA přijímač s vestavěný m EMU. Přijímač je velmi citlivý a má kvalitní RF modulátor. Přijímač je připojen na LNB kabelem s délkou větší jak 40m. I bez zesilovače kvalitně přijímá signály řady družic. K zařízení je poskytována poměrně dobrá podpora. Jde o levné ale velmi vý konné zařízení. Druhý testovaný satelitní přijímač je DSR 510SKY. Je výrazně méně citlivý jako DSR-1350, má podstatně horší RF modulátor. Práce s vnitřním EMU je méně komfortní. Nicméně jde o poměrně stabilní a kvalitní zařízení. Satelitní přijímač DSR 510SKY je zapojen na druhý systém dvojitého LNB (druhý systém je použit pro SAT přijímač SKYON). Při srovnávacích testech má menší citlivost i když je zde o 20m kratší kabelový přívod. Pro další testy je přijímač vybaven přepínačem antén, dalším LNB a průchozím zesilovačem se ziskem 15dB. U přijímače se využívá USB připojení na PC. Po vyřešení drobný ch problémůse využívá záznam pořadu na HDD počítače. Jde o velmi zajímavou a praktickou funkci přístroje. Další variantou, kterou testujeme je použití DVB-S karty SKYSTAR 2. Základní vý hodou satelitního přijmu je dostupnost velkého množství stanic, které jsou jiný m způsobem prakticky nedosažitelné. Nevý hodou je poměrně vysoká cena zařízení a některý ch služeb. Kabelová televize Kabelové televize velmi rychle pochopily vý hody digitálního vysílání. Vznikají zde podobné podmínky jako u satelitního vysílání. Komerční firmy zajišťují výstavbu kabelový ch sítí a jejich provoz. Je nutné řešit kvalitu příjmu a zejména zajistit příjem svý m abonentům podle rozsahu placený ch služeb. Vzhledem ke kapacitě přenosový ch sítí se velmi rychle rozšířily další služby. Je zde nabídka rozhlasový ch stanic a zejména se prosazují datové služby. Typicky jde o vysokorychlostní přístup k Internetu. To samozřejmě přináší další nabídky jako je IP telefonie a podobně. Televizní příjem byl testován na dvou místech v Brně. Nemáme k dispozici přímé srovnání s ostatními systémy. Podstatně zajímavější jsou doplňkové datové služby. Provoz Internetu je 134
celkem stabilní. V jednom případě je instalována dokonce menší lokální síť(5 PC) s velmi intenzivním datový m provozem. Dále byly testovány v tomto prostředí možnosti IP telefonie. Vý hodou je poměrně kvalitní televizní a rozhlasový příjem včetně přidružení dalších datový ch služeb. Nevý hodou je poměrně drahá infrastruktura a tím i vysoké ceny. Cena infrastruktury také předurčuje, že se kabelové rozvody realizují ve větších aglomeracích. Další nevý hodou je omezená nabídka programů, která je dána licenčními a obchodními podmínkami. Nabídka je prakticky vždy vázaná na danou lokalitu. Pozemní vysílá ní Pro příjem digitálního pozemního vysílání potřebujeme doplnit stávající televizor DVB-T přijímačem. Na trhu je celá řada značek od různý ch výrobců. Prakticky vždy se jedná o přijímače FTA programů. Je celkem zřejmé, že během času bude množství programůvysíláno kódovaně, obdobně jako u satelitního vysílání. V současnosti jsou k dispozici i kombinované přijímače DVB-S a DVB-T. Experimentá lní vysílá ní Jak již bylo uvedeno digitální vysílání proniká i do pozemního vysílání. V našich podmínkách se jedná o experimentální vysílání. V České a Slovenské republice je několik míst, kde je možné tato pokusná vysílání přijímat. Programová nabídka se liší podle jednotlivý ch lokalit. Největší zkušenosti máme s příjmem pozemního vysílání v okolí Brna. První pokusy jsme provedli v kopcovité krajině severně od Brna. V silně kopcovitém terénu v okolí Blanska jsme nepředpokládali kvalitní příjem. Překvapením je poměrně kvalitní a stabilní příjem i v místech, které na mapách předpokládaného pokrytí nebyly uváděny. Testovací období není reprezentativní - nezahrnuje celý rok. Každodenní příjem po dobu delší jak půl roku ovšem ukazuje na velmi nadějné vý sledky. Druhá lokalita, kde testujeme příjem je zhruba 30Km jižně od Brna. V této lokalitě je příjem naprosto bezproblémový a velmi stabilní. Příjem je dokonce možný i na náhradní pokojovou anténu. Podstatně zajímavější je dálkový příjem digitálního vysílání. V lokalitě na sever od Brna je na stejnou anténu přijímáno digitální vysílání z Brna a z Rakouska. Příjem z Rakouska již není tak stabilní a v extrémních případech se několikrát projevilo čtverečkování. Nicméně příjem je zajišťován pomocí jednoduché 12 prvkové YAGI antény, vybavené širokopásmový m zesilovačem se ziskem 18dB. Od antény je více jak 20m kabelový svod. Další testy chceme zaměřit na pokusná vysílání Slovenský ch vysílačů, ale v současnosti ještě nejsou žádné vý sledky k dispozici. DVB-T přijímač e Pro příjem pozemního vysílání je nutné běž ný TV přijímač doplnit DVB-T přijímačem. Prakticky byly odzkoušeny čtyři typy. Mezi jednotlivý mi typy jsou značné rozdíly. Jako první byl testován a provozován DVB T přijímač Strong SRT 5126. Přijímač je velmi citlivý, a plně vyhovuje i v extrémních podmínkách. Přijímač je od antény vzdálen více jak 40m a předchází mu průchod přes jiný DVB-T přijímač. Ten je také od firmy Strong a jde o typ SRT 5015. Citlivost a ostatní parametry jsou velmi dobré. Vestavěný RF modulátor je 135
kvalitní a přijímač vyhovuje také pro příjem v extrémních podmínkách. Velký m zklamáním je DVB-T přijímač YAMADA 1300 výrobce Umax. Citlivost je velmi nízká. Problémem je i vysoká poruchovost. Byly testovány dva přijímače, oba měly prakticky shodné vlastnosti tj. zejména malou citlivost, méně kvalitní vý stup signálůpomocí SCART konektorůa zejména vysokou poruchovost. Oba testované vzorky během několika dnůnepřetržité činnosti přestali reagovat na dálkové ovládání. Obnovení činnosti je možné vypnutím a opětném připojení zařízení na napájecí napětí. To je trochu komplikovaný způsob pro přepínání programůa další ovládání zařízení. Posledním typem, který je testován je opět Strong SRT 5010, který má již tradičně vysokou citlivost a vyhovuje i náročný ch podmínkách. Vý hody pozemního digitálního vysílání jsou celkem zřejmé. Dojde k vý raznému zkvalitnění přijímaný ch programů. Uvolněním frekvencí zastaralého analogového vysílání umožní rozšířit nabídku programů a služeb. Nevý hodou je nutnost dovybavit televizory DVB-T přijímači. V porovnání s cenou televizoru nejde o zanedbatelnou částku. Zatím jsou k dispozici zařízení pro příjem FTA, ale je zřejmé, že v budoucnu budeme potřebovat přijímat i kódované vysílání. Pozemní vysílání bude se vší pravděpodobností orientované obdobně jako kabelová televize na danou lokalitu. TV příjem po Internetu V současnosti je komerčně zaváděná nová služba na Internetu. Jedná se o příjem TV pořadů. Jde o velmi perspektivní službu i když v současnosti jsou parametry tohoto vysílání těž ce srovnatelné s ostatními technologiemi. Běž ně je zde použit nižší datový tok, který ovlivňuje vý slednou kvalitu příjmu. Prostřednictvím Internetu je vysílána řada pořadů, včetně několika český ch a slovenský ch pořadů. Příjem je možné nastavit podle možností a přenosový ch vlastností Internetu. Je obvykle možnost volit z několika datový ch toků. Vlastní zkušenosti máme pouze s příjmem volného vysílání a z řady vlastních zkušeností z experimentálních aktivit v rámci akademické sítě Cesnet nebo v rámci videopřenosů v několika vysoký ch škol v Č eské a Slovenské republiky. Vlastní příjem byl testován v sítích několika poskytovatelůinternetu. Samozřejmě jsou zde vý razné rozdíly v poskytovaný ch službách, průchodnosti dat a podobně. To je jen konstatování skutečností, které jsou známy např. z použití IP telefonie a dalších služeb. Vysílání po Internetu má zatím rezervy ve kvalitě přenášeného vysílání. Je jen otázkou času, kdy tento handicap bude odstraněn. Již v současnosti je k dispozici množství televizních pořadůz různý ch zemí. V současnosti je zde stále problém s pokrytím lokality dostatečně rychlý m Internetem. Zá věr Použité digitální technologie umožňují řešit televizní příjem dle potřeb drtivé většiny uživatelů. Satelitní a Internetové vysílání umožní příjem velkého množství pořadůz různý ch lokalit a to nejen z Evropy. Kabelové a pozemní vysílání nabízí lokálně orientovaný výběr 136
programů (obvykle jeden nebo několik okolních států). Problém je vysoké ceně infrastruktury. Satelitní vysílání není prakticky omezeno lokalitou přijmu. Velmi zajímavé je srovnání různý ch způsobů vysílání. Pro testování jsou k dispozici tři pracoviště, které jsou vybaveny pro příjem analogového vysílání, digitálního satelitního vysílání, pozemního digitálního vysílání a je zde možnost příjmu volný ch televizních stanic po Internetu. Vzhledem k tomu, že pracoviště jsou blízko sebe, je možné srovnat jednotlivé způsoby příjmu. Závěrečné vyhodnocení ještě neproběhlo, ale jsou zde patrné značné rozdíly, zejména v nastavení parametrůvysílání. Kontakt Ing. Karel Zatloukal, Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta, Alberov 6, Praha 2, kzat@natur.cuni.cz Mgr. Miroslav Ulrich, Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta, Alberov 6, Praha 2, ulrich@natur.cuni.cz Recenzent: Ing. Zuzana Palková, PhD., Katedra elektrotechniky a automatizácie MF SPU 137